Порошок рения Ре 0: технические характеристики и области применения
Порошок рения марки Ре 0 — металлический порошок, получаемый восстановлением перрената аммония водородом при температуре 800–1000 C. Содержание основного металла — не менее 99,99 %. Гранулометрический состав формируется рассевом и классификацией; насыпная плотность — 2,5–4,5 г/см в зависимости от фракции. Материал относится к тугоплавким: температура плавления рения — 3186 C, что определяет его применение в высокотемпературных узлах.
Нормативные требования
Качество порошка регламентируется ТУ 48-19-178 и ГОСТ 25207. Лимитируемые примеси — щелочные металлы, кремний, железо, молибден, вольфрам. Суммарное содержание примесей для марки Ре 0 не превышает 0,01 %. Кислород присутствует в виде оксидной плёнки; его массовая доля — до 0,3 %, что учитывается при расчёте шихты перед спеканием.
Фракции и насыпные характеристики
| Фракция, мкм | Насыпная плотность, г/см | Текучесть, с/50 г | Кислород, % | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| менее 10 | 1,8–2,4 | не определяется | 0,25–0,35 | спекание заготовок, легирование |
| 10–40 | 2,6–3,2 | 28–40 | 0,15–0,25 | прессование штабиков |
| 40–100 | 3,4–4,0 | 18–26 | 0,08–0,15 | плазменное напыление |
| 100–200 | 4,0–4,5 | 14–20 | 0,05–0,10 | порошковая металлургия, мишени |
Технологические свойства
Порошок Ре 0 склонен к окислению при нагреве выше 400 C на воздухе, поэтому спекание и отжиг проводят в вакууме или в среде водорода с точкой росы не выше –40 C. Уплотнение выполняется холодным изостатическим прессованием при 200–300 МПа либо гидростатическим прессованием. Спекание заготовок — при 2200–2400 C в вакууме 10 Па; остаточная пористость после спекания — 2–5 %. Для получения плотности выше 99 % применяют горячее изостатическое прессование при 1600–1800 C и давлении 150–200 МПа.
Области применения
- Производство рениевых и вольфрам-рениевых сплавов (ВР-5, ВР-20, ВР-27) для термопар, работающих до 2200 C.
- Изготовление катодов и эмиттеров в электронно-лучевых установках и рентгеновских трубках.
- Легирование жаропрочных никелевых сплавов для лопаток газотурбинных двигателей и сопловых аппаратов.
- Плазменное напыление износостойких и эрозионностойких покрытий на детали сопел ракетных двигателей.
- Получение мишеней для магнетронного распыления в микроэлектронике.
- Катализаторы нефтепереработки и риформинга на носителях из оксида алюминия.
Условия хранения и обращения
Порошок хранят в герметичной таре из полиэтилена или в стеклянных ампулах под инертной средой. Влажность в помещении — не выше 60 %. При работе с фракцией менее 10 мкм требуется вытяжная вентиляция и средства защиты органов дыхания: аэрозоль рения относится к веществам умеренной токсичности. Срок хранения без изменения технологических свойств — 24 месяца при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Чем марка Ре 0 отличается от Ре 1?
Марка Ре 0 содержит не менее 99,99 % рения, марка Ре 1 — не менее 99,95 %. Разница проявляется в содержании щелочных металлов и кремния, что критично для термопарных сплавов и эмиттеров.
При какой температуре спекается порошок Ре 0?
Спекание проводят при 2200–2400 C в вакууме не хуже 10 Па или в водороде. Для горячего изостатического прессования достаточно 1600–1800 C при давлении 150–200 МПа.
Какой фракции порошок подходит для плазменного напыления?
Для плазменного напыления применяют фракцию 40–100 мкм с насыпной плотностью 3,4–4,0 г/см и текучестью 18–26 с/50 г. Мелкие фракции дают нестабильную подачу в плазменную струю.
Требуется ли восстановление порошка перед прессованием?
При содержании кислорода выше 0,25 % рекомендуется восстановительный отжиг в водороде при 900–1000 C. Это снижает оксидную плёнку и предотвращает пористость в спечённой заготовке.
